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一种基于图像的智能控制教室照明系统

2009年6月

第20卷　第2期

照明工程学报

ZH AOMI NG G ONG CHE NG X UE BAO

Jun.　2009

V ol120　N o12

一种基于图像的智能控制教室照明系统

邓海涛1　戴瑜兴2

(11湖南师范大学工学院　410081;21湖南大学电气工程学院　410082)

摘　要:针对视频监控里的静态图像信息的特点,设计了一种基于图像的智能照明控制系统,给出了系统的控制原理和方法。该系统可应用于学校图书馆、教室等需要智能照明的场所。仿真结果表明,该方法在智能照明方面具有可行性。

关键词:图像;智能控制;视频监控

An I ntelligent Control System for

Classroom Lighting B ased on Im age

Deng Haitao1　Dai Y uxing2

(11Polytechnic School o f Hunan Normal Univer sity　410081;21Electrical School o f Hunan Univer sity　410082)

Abstract　

An intelligent lighting control system based on image is put forward with the characters of statistic image in video surveillance;the control principle and method are presented.This system is adapted to places where intelligent lighting control be needed such as libraries and classrooms in school.The feasibility of the method in intelligent lighting control is proved by simulation.

K ey w ords:image;intelligent control;video surveillance

1　引言

随着计算机技术和节能照明技术的发展,智能照明控制系统已经成为当今照明控制的主要研究方向之一。其最大的优点就在于设计更简单,安装更快捷,使用更灵活,管理更方便[1]。智能照明控制系统按网络的拓扑结构,大致有以下两种类型:总线式和以星形结构为主的混合式。它们各有特色,前者灵活性较强,易于扩展,控制相对独立,成本较低。常见的总线型智能照明控制系统包括澳大利亚Clipsal公司C2Bus、瑞士ABB公司i2bus、Philips 的DA LI等[2～5]。而后者可靠性较高,故障诊断和排除简单,存取协议简单,传输速度较高[6]。我国的智能照明控制系统正在蓬勃发展,但多数智能照明控制系统都是通过照度检测器检测自然光照度,根据采光系数计算室内某点水平照度,由计算得出的水平照度开启相应的灯光组合[7]。本文提出了一种利用视频监控中的图像信息来获取所控制区域的照度信息,并根据此信息控制所控区域的照明的方法。

2　基于图像的智能控制照明系统工作原理

211　传统的智能照明系统

传统的智能照明控制系统的系统框图如图1所示。

控制节点读取照度传感器的照度信息后,将该照度信息通过现场总线送到总控制器中。总控制器接收到照度传感器的信息后,经过计算和分析,给

图1　传统的智能照明控制系统框图

出控制信号。该控制信号通过总线传送到控制节点,控制节点将控制信息转换成控制信号,并控制执行机构或者控制开关,从而达到自动控制照度的目的。

传统的智能照明控制系统具有总线控制、分布式控制和布线灵活等优点。但是,

该系统在系统布线上、传感器的安装调试上、控制节点的维修维护上都不是很方便。有鉴于此,给出了一种基于图像的智能控制照明系统的设计。

212　基于图像的智能照明控制系统

现今条件较好的学校教室,基本上安装了视频监控系统。获取的图像信息基本上是静态的信息。如图2所示,某教室视频监控所抓拍的图像。图3为将图2中的图像转化为灰度图像。利用现有的图像监控设备的图像信息,计算所控区域的照度信息。在智能照明控制系统中,采用图像信息来计算照度信息,既省略了照度传感器,又减少了布线施工的难度。

图2　某教室视频监控系统抓拍的图像

基于图像的教室智能照明控制系统框图如图4所示。摄像头所获取的图像送到总控制器中,经过总控制器的分析计算,发出控制信号给执行机构或控制开关,从而控制教室的照度。

具体的控制过程如下:

图3　将图2中的图像转化为灰度图像

图4　基于图像的教室智能照明控制系统框图

①将彩色图片信息转化为灰度信息(256灰度等级)。计算公式为:L=013R+015G+012B。其中,L表示所计算点的灰度值,R表示所计算点彩色信息的红色分量值,G表示绿色分量值,B表示蓝色分量值。

②图像分割。对所感兴趣的区域图像进行分割,把所感兴趣的区域图像分割出来进行处理。

③计算控制点灰度值。采用均值计算方法,生成灰度值信息表,转换为照度表。

④与域值作比较,给出控制信号。教室是学生学习的场所,参照《建筑照明设计标准》,教室课桌面照度应为300lx,(欧洲标准300～500lx)。按照国家标准教室的照度要求,对应于所抓拍图像的灰度值。将现有的照度信息值与所选择域值进行比较、分析,给出控制信号。具体比较规则是:当照度信息值比选择域值的域值小时,给出控制信号,灯亮。

3　实验仿真结果及分析

图5显示的是从摄像头抓拍图像获取照度信息处理过程。a图示的是教室里打开2盏灯的情形;b

第20卷第2期邓海涛等:一种基于图像的智能控制教室照明系统

图示的是教师里打开4盏灯的情况,其亮度明显比a图图示的亮度高;c图图示的是将a图的图像转化为灰度图像;d图图示的是将b图的图像转化为灰度图像,从d图和c图中可以看出,d图图像的亮度明显比c图图像的亮度高;e图图示的是从c图中截取要进行照度信息计算的区域;f图图示的是从d 图中截取要进行照度信息计算的区域。采用M AT A LAB仿真软件计算出e图和f图的平均灰度值,进行比对研究,其结果如表1、表2所示

。

图5　摄像头抓拍图像获取照度信息的处理过程

表1所示的是图5e图中图像的灰度值,图像为

480×640像素,经过平均计算,每48×64个像素的

灰度平均值记为1个灰度值,共计有10×10=100

个灰度值分布结果。表2所示的是图5e图中图像的

灰度值,图像为480×640像素,经过平均计算,每

48×64个像素的灰度平均值记为1个灰度值,共计

有10×10=100个灰度值分布结果。从以上两个表

的计算结果比较来看:只打开2盏灯的教室的左下

角的灰度大大低于打开4盏灯的教室的左下角的灰

度。

表3和表4分别是用照度计粗测的图5a和图5b

情况下的教室的照度值分布。将教室等分成3×3的

小格,每个小格的中心点的照度值代表该小格的照

度值,得到9个点的值。从表3中的照度值分布来

看,教室的后部(图5a中的左下角和右下角区域)

照度较低,甚至不足150lx,而其他区域能够满足

照度要求;从表4中的照度值分布来看,所有区域

都满足照度要求。

选择域值方法:①建立图像灰度信息与照度值

之间的对应表,利用计算机的查表优势进行;②比

对对应表,查出符合照度值要求的图像灰度值;③

该值就是要选择的域值,考虑到实际情况,在该值

之上增加一定的余量,以满足工程设计的要求。针

对图5a的情况,选择的域值为:图像灰度值低于27 照明工程学报2009年6月　

表1　图5e图中图像的灰度值

203127240192472431523511924716618910811971381851363 20617923615324724319822218824716710597129389165931414 21618223314524724514123718924721612719515820513908169 227103229191247229187188126187129166162152101166177237189 21516219116815713513614912819713418212218411516815217154123 111187971032105156111136107194100158111122149197140189133187 93143398158211518777136103169120185163104126194113147106156 71144611825971121941833131158134196134139141148128125751656 1101257719881001631291815111516115161154137181891589871854 86107790180911711910111289193311615216010617413154172164145

表2　图5f图中图像灰度值

249174247115247247246192247229154167144161191154163 248194247247247240178247231196162189160108160104 247194247247247247247243119229156231183235197 24713247247241163225158216168212101197183199189239102 244132226163208198194138190112192104181172176142196108207175 177172154117161162166193176129145184170164196128206142194115 14717149161172102150165151129168172217185201186181193166156 131191131871321371611117616320817817915188168188131144118 15711914011151189183152203185220152207138198122171173136159 130196133197165146178142139107159102183166202143209163217168

130时需要把教室内的另外2个灯也打开,才能够满足教室的照度要求。

表3　图5a情况下教室实际测量的照度值(lx)

313305313

237207234

140146152

表4　图5b情况下教室实际测量的照度值(lx)

353345340

284279276

239220232

4　结论

基于图像的灰度信息与教室照度之间的对应关系,选择相应的域值,就可以给出控制执行机构或者灯控开关的控制信号,从而实现教室的智能照明控制。当然,还有需要研究的问题是:当摄像头的镜片上有灰尘时,对图像的灰度信息有影响,那么,与照度的对应关系有所变化,应该采取更灵活的计算方法。

总之,本文针对视频监控里的静态图像信息的特点,提出了一种基于图像的智能控制照明系统的控制方法,给出了系统的控制原理和方法。该系统可应用于学校图书馆、教室等需要智能照明的场所。

参考文献

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设计[J].照明工程学报,2007,(01).

第20卷第2期邓海涛等:一种基于图像的智能控制教室照明系统

教室灯光智能控制系统

武昌理工学院本科毕业设计(论文) 题目：教室灯光智能控制系统学院：信息工程学院专业：自动化学号：20114224007 学生姓名：马克勤指导教师：吕晓雁二○一四年十月二七日

教室灯光智能控制系统马克勤摘要随着社会的快速发展以及能源的消耗，为了有效利用教室灯光、节约能源，利用单片机设计作为控制核心的教室灯光智能控制系统，能根据学校作息时间、光照情况自动调节教室灯光的打开或关闭。该系统要具有很好的人机交互界面，能对教室灯光进行智能控制。本系统程序部分采用C语言编写，模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点能够满足各种大、中专院校教室灯光控制的要求，也可以很大程度的达到节能目的。关键词:红外线；传感器；单片机

The classroom lighting intelligent control system Ma ke Qin Abstract With the rapid development of society and the energy consumption, in order to effectively use the classroom lighting, saving energy, using single-chip microcomputer as a control core of the classroom light intelligent control system, can according to the school calendar, illumination condition automatically adjusts the classroom lights on or off.The system has good man-machine interface, can the classroom light intelligent control. This system is partially written using C language, modular structure design, clear, good commonality, is advantageous for the improvement and expansion. The system has small volume, convenient control, high reliability, the pertinence, higher cost performance can meet the requirements of classroom lighting control all kinds of large, secondary technical schools, can greatly to achieve energy saving. Key Words:infrared ；The sensor ；Single chip microcomputer

教室智能照明系统的设计与实现

毕业设计（论文）说明书题目：教室智能照明系统的设计与实现系名信息工程系专业电子信息工程学号 6009202330 学生姓名高丹指导教师赵贵海 2013年6月1 日

摘要本研究针对教室灯光的控制现状及用电大量浪费的现象，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制的设计思路。该系统以AT89C51单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。关键词：教室灯光控制热释红外传感器光敏电阻 AT89C51

ABSTRACT This study of intelligent control classroom lamplight, analyzes the current situation of the development of the classroom light of intelligent control principle and method, is proposed based on single-chip microcomputer intelligent control of the classroom lamplight design. This system to AT89C51 single chip computer as control device of intelligent parts, adopts heat release infrared sensor detects the release of human existence and adopts photoconductive resistance constitutes circuit testing environment light intensity. According to the classroom light conditions and the measured the signal of human body system and ambient light, the system can make reasonable and intelligent judgment and then controls the work of classroom lighting circuit .It is a effective way to avoid the classroom of waste electricity. Small volume, convenient control, high reliability, high specificity and price reasonable make this system satisfy the advantages of large, secondary technical schools classroom light control requirements and greatly reach energy-saving purpose. Key words：heat release infrared sensor photoconductive dynatron AT89C51

《中小学教室照明设计要求规范》

中小学校教室照明设计规范 1 范围本标准规定了中小学校教室照明的照度、均匀度、眩光、显色性、照明功率密度限值等照明质量与节能指标，教室照明所使用灯具、光源与附属电器的技术要求，以及照明灯具设置与安装技术要求。本标准适用于广东省新建、扩建、改建和实施照明改造的中小学校教室，包括普通教室、音乐教室、史地教室、书法教室、语言教室、合班教室、实验室、科学教室、计算机教室、舞蹈教室、美术教室、技术教室以及阅览室等。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 5700 照明测量方法 GB 7000.1 灯具第1部分：一般要求与试验 GB 7000.201 灯具第2-1部分：特殊要求-固定式通用灯具 GB 7000.202 灯具第2-2部分：特殊要求-嵌入式灯具 GB/T 10682 双端荧光灯性能要求 GB/T 13379 视觉工效学原则室内工作场所照明 GB/T 15144 管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求 GB 17625.1 电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流大于16A ） GB 19043 普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级 GB 19510.1 灯的控制装置第1部分：一般要求和安全要求 GB 19510.4 灯的控制装置第4部分：荧光灯用交流电子镇流器的特殊要求 GB 50034 建筑照明设计标准 GB50099 中小学校设计规范 GB 7793 中小学校教室采光和照明卫生标准 JGJ/T 119 建筑照明术语标准 JGJ/T 310 教育建筑电气设计规范 3 术语和定义 3.1 光通量 luminous flux 根据辐射对标准光度观察者的作用导出的光度量。单位为流明(lm)。对于明视觉： λλλ λd V d K m ??Φ=Φ?∞)()(d 0e

智能教室灯光

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述：文献综述基于单片机的教室照明控制系统设计的研究摘要：本文详细介绍了基于单片机的教室照明系统设计，可以有效的节约教室照明系统所耗能源，响应国家号召建设节约型社会的政策。系统以单片机为中心，辅以红外检测模块，光照检测模块，报警声光模块以及灯光控制模块组成完整的控制系统。通过红外检测模块对教室进出人数进行计数，单片机根据需要控制照明系统工作。并且系统还设计了报警模块，对系统可能的误判作出弥补[1]。系统综合考虑了照明系统设计的可实现性与实用性，妥善地处理好强弱电之间的连接以及单片机工作稳定性问题。关键词：A T89C52 照明系统热释电传感器 Abstract: Design of Lighting Systems Based On Microcontroller ABSTRACT: To respond to the n ational policy of building a conservation-based social, this paper describes a lighting system based on single chip designed with classroom use, which can effectively save the energy consumption o f the system. Centered on microcontroller, the system supplemented by infrared detection module, light detection module, the alarm sound and light module and control modules complete control sy stem. By infrared detection module to count the number of classrooms, the microcontroller accord ing to the need to control lighting systems work. And the system also designs alarm module of the system to compensate for a possible miscarriage of justice. Considering the lighting system design and practicality can be achieved and properly handle the connection between strong and weak ele ctricity, and stability of microcontroller work. Key words: AT89C51 Lighting Systems Pyroelect ric Sensor 1教室灯光智能控制器系统研究背景中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。虽然我国能源总储量不低，但由于我国人口众多，所以人均储量少，单位产值的能耗是发达国家的3-10倍。能源问题已成为制约我国国民经济发展的关键问题。从环境和自然资源角度出发，能源问题也是我国长期可持续发展战略中一个关键因素。此外，能源问题不仅关系经济发展和环境生态，在特定情况下还会对社会稳定有很大影响。鉴于能源问题的重要性，我国在绿色照明工程新闻发布，绿色照明工程未来五年问将在公用设旅、宾馆、商厦、居民住所等全国建筑物中推广1.5亿只节能灯，节电290亿度电。上海、河北等一些地方采取政府对节能灯大宗采购每只补贴3至4元的方式进行推广。从普通白炽灯到高效节能灯，使我国的电光源产品结构逐步向节电型转变，荧光灯与普通白炽灯的比例由1995 1：6.25上升到目前的1：1.5。目前，我国照明用电约占社会总用电量12%，采用高效照明产品代替传统的低效照明产品可节电60%-80%。如今，北京正在大力推行绿色照明工程，己推出上百万只绿色照明光源和部分节能电器，据估算年节约用电可达3442万千瓦时，节约电费2519.7万元。政府已经在商厦、学校、医院

基于单片机的智能照明控制系统设计[1]

设计名称：智能照明控制系统组别：第五组组长：XX 组员：XX

基于单片机的智能照明控制系统设计随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。

目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..

中小学教室照明设计规范

分享快乐共享知识中小学校教室照明设计规范 1 范围本标准规定了中小学校教室照明的照度、均匀度、眩光、显色性、照明功率密度限值等照明质量与节能指标，教室照明所使用灯具、光源与附属电器的技术要求，以及照明灯具设置与安装技术要求。本标准适用于广东省新建、扩建、改建和实施照明改造的中小学校教室，包括普通教室、音乐教室、史地教室、书法教室、语言教室、合班教室、实验室、科学教室、计算机教室、舞蹈教室、美术教室、技术教室以及阅览室等。规范性引用文件2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。照明测量方法GB/T 5700 1部分：一般要求与试验GB 7000.1 灯具第 -固定式通用灯具第2-1部分：特殊要求GB 7000.201 灯具 -嵌入式灯具第2-2部分：特殊要求GB 7000.202 灯具 GB/T 10682 双端荧光灯性能要求室内工作场所照明GB/T 13379 视觉工效学原则性能要求GB/T 15144 管形荧光灯用交流电子镇流器）GB 17625.1 电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流大于16A 普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级GB 19043 部分：一般要求和安全要求第1灯的控制装置GB 19510.1 部分：荧光灯用交流电子镇流器的特殊要求第4GB 19510.4 灯的控制装置建筑照明设计标准GB 50034 GB50099 中小学校设计规范 GB 7793 中小学校教室采光和照明卫生标准 JGJ/T 119 建筑照明术语标准 JGJ/T 310 教育建筑电气设计规范 3 术语和定义 3.1 luminous flux 光通量。根据辐射对标准光度观察者的作用导出的光度量。单位为流明(lm) 对于明视觉：?)(d?????e d)K??V(??m?d0辐射通量的光谱分布；λλ(d式中：Φ)/d——e页眉内容．共享知识分享快乐 V(λ)——光谱光（视）效率； Km ——辐射的光谱（视）效能的最大值，单位为lm/W。在单色辐射时，明视觉条件下的Km值为 683 lm/W（λm=555 nm时）。 3.2 照度 illuminance 表面上一点的照度是入射在包含该点的面元上的光通量除以该面元面积所得之商，即：d?E?dA式中：E——表示照度，单位为勒克斯（lx）； dΦ——由指定点的光束元在包含指定方向的立体角dΩ内传播的光通量,单位为lm； ——包括给定点的光束截面积，单位为m。 2 dA 3.3 发光强度 luminous intensity 发光体在给定方向上的发光强度是该发光体在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元所得之商，即单位立体角的光通量。单位为坎德拉(cd)，1cd＝1lm/sr。 3.4 亮度 luminance

基于单片机的教室灯光控制设计开题报告1

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education 毕业设计开题报告基于单片机的教室灯光控制设计学院：自动化与电气工程学院班级：自１4０3 学生姓名：指导教师：职称：副教授 2018 年 12 月 18 日

毕业设计开题报告课题题目基于单片机的教室灯光控制设计课题来源科技创新是否实做■ 成果形式毕业设计■ 毕业论文□ 开题报告内容（可另附页）见附页指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名：年月日专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字：教学院长（签章）：年月日

基于单片机的教室灯光控制设计一、研究的目的：随着社会经济和科学技术的发展，人们的生活水平也不断提高，导致用电负荷的加剧，又由于世界性的能源危机，能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。而此问题对我国来说尤为严重。随着各类大、中专院校的扩招，教室的扩建，教室照明的需求也越来越多，而教室照明的管理不到位，往往造成电能的巨大浪费，这样，提高教室用电效率就成为首要考虑的问题。目前对灯光的智能控制，国内外己经开始采用，但对教室灯光的控制，尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统式的人工管理。各类大、中专院校不断扩招，教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的节约能源理念相违背。再者，现代自动化程度不断提高，计算机技术的普及，灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。例如楼道灯光的自动控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。于是，开发简便、实用的教室灯光控制系统便具有重要的现实意义。二、国内外研究的历史和现状简述：世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气，而丹麦在能源利用方面的成功经验提供了很好的借鉴。从1974年以来，尽管丹麦国民收入增长了50%，丹麦总的能源消费量并没有增加。丹麦是经济合作与开发组织（OECD）成员国中能源消耗量和国民收入比值最小的国家。他们不断地提供一些节能供热系统，例如丹麦热电同供热电厂(CHP)，而且，他们尽可能的有效利用资源。这样，他们的能源使用总效率达到了90%。丹麦政府很重视住房空间用电的节能，并设立了对新建房屋节能的诸多要求。数据显示，居民入住有节能装置的房子时，他们要支付比没有节能方案房屋高出8%的费用。其节能项目经验在欧盟国家中广为流传。还有，欧司朗一斯维尼亚公司不断的推出新型高输出的荧光灯，节约6%的总系统功率，并具有更高福建农林大学硕士论文的光通量和平均光通量。飞利浦照明公司推出的陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯，可节能60%的电能。种种迹象表明世界各国都在采取不同方式来节约能源，节约电能。中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。虽然我国能源总储量不低，但由于我国人口众多，所以人均储量少，单位产值的能耗是发达国家的3

学校的教室照明设计应该注意的十六个点

学校的教室照明设计应该注意的十六个点点击：870添加时间：2012-02-09 09:36:00信息来源：中祥这是一篇关于学校教室照明设计的一些注意事项，希望对大家有些帮助！ 1）教室课桌一般是面向黑板成规律性排列，宜采用顶棚均匀布灯的照明方式。宜为2.5-2.9m，距课桌宜为1.7-2.1m。 2）光学实验室桌上，生物实验室的显微镜实验桌上，以及设有简易天象仪的地理教室的实验台上或需要仔细观察、记录的地方。宜设局部照明。 3）教室照明的控制开关宜在平行外窗方向顺序设置(黑板照明开关应单独装设)。有投影屏幕时，在接近投影屏幕处的照明开关应能独设置，在上课时宜能关掉部分走廊照明灯具。4）多媒体教室的照明，要满足垂直照度的要求，在接近屏幕处的一般照明应能独立关闭，以便能看清屏幕内容满足正常的视觉要求。 5）灯具安装高度对照明效果有一定的影响，当灯具高度增加，照度下降时，安装高度降低，眩光增加，均匀度下降，教室灯具距地面安装高度 6）阶梯教室（合班教室或报告厅)中灯具数量多，眩光干扰增大，宜选用限制眩光性能较好的灯具，如带格栅或带漫反射板(罩)型的灯具，保护角较大的开启式灯具。 7）绘画、工艺美术等教室照明，一般朝北的天窗自然采光是最好的照明。因此，绘画、工艺美术等教室为更逼真地显示物件，应选用高显色性的光源，采用间接照明，将物体的阴影.真实地表现出来。 8）在有电视教学的报告厅、大教室等场所，宜设置供记录笔记用的照明和电视教学时使用的一般照明，一般照明宜采用调光方式。 9）教室黑板前应设置专用黑板灯，其垂直照度的平均值大于或等于200lx，黑板面上的照度均匀度大于或低于0.7。宜采用有非对称光强分布特性的专用黑板灯。灯具在学生坐位侧保护角宜大于40度，不应产生直接眩光。 10）书库照明宜采用窄配光或其他配光适当的灯具，灯具与图书等易燃物体的距离应大于0.5rn。书库照明用的电源配电箱应有电源指示灯并设于书库之外，书库通道照明应独立设置开关(在通道两端设置可两地控制的开关)。 11）演播室的演播区，椎荐垂直照度〔文艺演播）宜在1000-1500lx。演播照明的用电量，初步设计时按0.6一0.8km/m估算。当演播室的高度低于7m时宜采用轨道式布灯，高于7m 时可采用固定的布灯方式。演播室的面积超过200rn`时应设有应急照明。 12）照明灯具布置原则。采用在长轴垂直于黑板的通道上方布置，其照明效果最好。如果灯具横向配光良好，能有效控制眩光，灯具保护角较大，灯具表面亮度与顶棚表面差别不大，灯具布置也可与黑板平行。 13）阅览室的照明。当有吊顶时宜用暗敷的荧光灯具，其一般照明宜沿外窗平行方向控制或分路控制。阅览室内的插座设置宜按照等于或多于阅览室坐位数量的15%设置。 14）计算机教室照明。应避免视觉在显示屏上受到灯具、窗等高亮度光源的影响，宜选用具有蝙蝠翼式光强分布特性的灯具。 15）普通教室以及阶梯教室(合班阶梯教室)的前后墙上应各设置一组或多组电源安全插座。16）图书馆内的公共照明与工作（办公）区照明应分开配电和控制。

教室灯光自动控制系统

基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计

基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计一、系统设计要求：该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施二、系统控制方案分析该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。在自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过12点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。所研究的教室灯光控制器主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到设计目的。三、系统控制模块的硬件设计系统控制模块的硬件构成及简介系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括：环境光采集电路、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键电路、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块，其结构框图如图2-1所示。图系统控制结构框图环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度

教室照明智能控制系统______毕业论文设计

设计任务书一、设计题目：教室照明智能控制系统二、设计要求：设计一个教室照明智能控制系统，通过多种传感器采集室光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。三、设计任务 1.画出电路原理图。 2.编写设计说明书，1万5千字以上，包括：（1）设计任务书（2）前言（3）目录（4）正文，包括：设计思想、电路工作原理、元器件选择、电路元器件参数、总结、参考资料等 3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小四加粗。前言本设计针对教室灯光的控制方法，尤其是教室灯光的智能控制方面

的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件,以达到学校教室用电设备的合理使用，节约电能以及改善教学管理的目的。设计应用了先进的电子技术、网络技术、自动控制技术以及实用的软件平台，成功地设计了一套功能完善的智能教室照明动控制系统。由传感探测单元、通讯网络RS-232、控制单元构成了整个系统。智能教室照明控制系统核心器件采用AT89S51单片机采集数据，并由控制系统实现对教室光照度、学生人数、教室使用状态等的监控与显示，并对教室部用电设备进行合理控制和管理，达到教学楼教室照明控制的智能化和节约化的目标。本系统将单片机控制系统与网络技术结合起来，各组成部分包括硬件和软件设计的结构、功能与实现方法。最后通过RS-232方式实现与上位机通信，实现数据的远程传输及上位机对教室照明状态的控制，完成一个智能教室照明控制系统。关键词：智能控制；热释电效应；光照检测；AT89S51

教室智能照明控制系统

河南工业职业技术学院毕业设计任务书类别：三年制高职专业：电子信息工程班级：电子信息0801 姓名：宋洪江毕业设计题目：教室智能照明系统指导教师姓名：马瑛负责人签字： 2011年 05 月 20 日

设计题目：教室智能照明系统一、设计要求：设计一个教室智能照明控制系统，通过多种传感器采集室内光线、人数分布等信息，利用控制电路调节照明强度，实现节能控制。二、设计任务 1.画出电路原理图 2.编写设计说明书，1万5千字以上。包括：（1）设计任务书（2）前言（3）目录（4）正文，包括：设计思想、电路工作原理、元器件选择、电力元器件参数、使用元器件明细表、总结、参考资料等 3.B5版面，正文5号或小4字号，章标题小2加粗，节标题小4加粗。

基于单片机的照明控制系统设计与实现摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。本文介绍了基于AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51单片机为基础，实现了通信、控制与显示等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。关键词：灯光控制系统；AT89C51；单片机；节能；采集电路

毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计

摘要摘要本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 1

引言引言当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。 1 系统硬件组成整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。整个系统的硬件框图如图1所示。 1．1 中央控制模块系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM 为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。 1．2 液晶显示电路为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。这类显示器把LCD控制器／点阵驱动器／字符存贮器全做在一块印刷板上。系统选用日立公司的HD44780液晶显示。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动／闪烁等功能。与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。液晶显示电路如图2所示。 2

教室智能照明控制系统毕业设计任务书

毕业设计任务书毕业设计题目：教室智能照明系统

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

教室照明智能控制系统

教室照明智能控制系统摘要本课题针对教室灯光的控制现状及用电大量浪费的现象，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制的设计思路。该系统以单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。【关键词】：教室灯光控制热释红外传感器光敏电阻 AT89C52 I

绪论随着社会经济和科学技术的发展，人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用，然而与日俱增的能源需求和有限的资源数量形成了巨大的矛盾,能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中，节能无疑是符合可持续发展要求。英国城市大型彻夜灯光照明现象很少见，无论公司和政府部门，都没有虚浮华丽的所谓“照明工程”。夜晚漫步在伦敦街头，看不到大面积光华淌泻与楼体通明的景观，所有照明都基本以不影响人们的正常生活节奏为准。许多店铺橱窗的灯光在打烊后会全部关闭，有些店铺还采用定时关灯装置。在政府住宅楼和公寓楼内，楼道里的公用灯也大多采用自动断电装置。作为提高能源使用效率最重要的途径之一，德国政府努力推动能源公司实施“供热供电结合”，鼓励能源公司将发电的余热尽可能用于供暖。2002年，德国颁布了促进“供热供电结合”的法规，根据这一法规，政府向实施该措施的能源公司，尤其是小型能源公司提供补助，帮助他们置办相应设备。中国城市每年用于公共照明的能源支出高达280多亿，节能空间巨大。其中路灯照明能耗占30%以上。发展城市道路照明的同时，路灯以供街道照明以外，还大力兴建了不少景观照明工程，美化城市的夜景，但同时也带来了能耗的极大浪费。对高等院校，据测算，其照明耗电占本单位所有耗电的40% 左右，可见在保证照明质量的前提下，对教室灯光进行自动控制，其节能效益和经济效益都是相当可观的。目前对灯光的智能控制，国内外已经开始采用，但针对教室灯光的控制智能系统还不是很完善，依然是人工管理占主导地位。现在伴随各类大、中专院校的扩招，教学楼不断扩建，教室用电负荷不断加大，教室用电系统管理不善，造成学校资源的浪费与经济损失，这种做法显然与当今节约能源的理念相违背。当今许多教室采用比较传统的照明系统：在主电源经过一个配电箱分出多个支路，这些支路再分别向灯具供电，然后再通过串接在照明中的单双极开关来通断供电线路[9]，所以该控制系统只能通过开关来控制灯具，无法实现比较人性化、多功能化的系统管理。如在国内外有些灯光控制系统采用声控形式但是其没有经过单片机等芯片的处理使用仍是将采集信号处理后传递给逻辑电路来进行灯光控制，假使外界条件恶劣如有噪声等仍会造成电能的浪费，而且逻辑电路只能实现较少功能，综合而言，整个系统虽然简单但是功能不全，而且无法人性化控制。现代自动化程度不断提高，计算机技术不断普及应用，教室灯光系统也应朝着更人性化智能化得方向发展。本系统采用

基于单片机的智能照明控制系统

基于单片机的智能照明控制系统一、产品介绍本系统设计了一套应用于宿舍、工作室及大型停车场的LED智能照明系统。利用9 V变压器与LM7805组成交流转直流5 V稳压源为系统供电,通过热释电红外探测器采集数据,无线模块实现全区域内的数据传输,采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片BP1360和先进的PWM技术对LED灯进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制,自由选择照明方式,体现对LED灯的智能化和人性化,进一步实现绿色照明。本设计无论是单个模块还是整体的功能，都能较好地实现。针对照明时出现的一些资源浪费进行改善，通过检测是否有人控制灯的亮灭．而且根据人数的多少进行亮度的调整和区域照明范围的改变，实现资源利用的极大化，更满足人们对照明的需求。本系统稳定性较好，实现了既定的各个功能，即能准确检测到人出现在区域的位置(0，1，2，3，4)，并发出对应的信号给单片机，单片机根据信号相应调整LED灯的亮度和舵机转向位置，达到了资源利用的高效化，同时也能实现手控遥控器控制。

二、产品功能产品功能：（1）可以通过热释电红外探测器感应是否有人，将此信号传给单片机，单片机来控制灯的亮灭。（2）可以实现根据人数的多少进行亮度的调整和区域照明范围的改变，实现资源利用的极大化。三、产品特色 1、恒流驱动电路和单片机PWM 调光的设计的应用 2、利用单片机作为主控芯片，控制简单、易操作、维修成本低。 3、利用稳压源为系统供电。通过热释电红外探测器采集数据监测移动物体和光亮度的设计，无线模块实现全区域内的数据传输。 4、采用大功率LED恒流驱动方案，并利用可调光芯片对LED灯实行调光；同时利用脉宽调制技术控制舵机，使得LED射灯在两个自由度(各180°)上自由旋转，自动锁定空间的5个位置实现照明，同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制．自由选择照明方式．四、产品的系统构成以及应用领域产品总体框图如下图所示：产品总体框图恒流驱动电路和单片机PWM 调光的设计选用贴片的STC89C52RC单片机作为主控制芯片，大大地节省了驱动电路的体积。电源方面采用220 V转9 V变压器．再通过稳压芯片LM7805和一些滤波电容等器件做成。本设计LED光源采用相互并联方式，共由5只1 W 高亮度白光LED灯珠组成；每只LED灯珠的压降约3.1 V，工作电流约20 mA。由白光LED 的正向伏安特性可知，当LED端电压超过其正向导通电压后，较小的电压波动都